EU sitt synspunkt

KOCHAN (1986) afirma que pode ser dito que o CAM (Computer-Aided

Manufacturing) começou realmente em meados dos anos 50 com o desenvolvimento

de máquinas ferramentas numericamente controladas. No começo, estas máquinas eram programadas através de perfuração manual de cartões de papel, sendo interpretável diretamente por aparelhos de controle eletromecânicos das máquinas CN (Comando Numérico), que consistia principalmente de coordenadas binárias e uns poucos comandos (por exemplo, as velocidades do eixo e de avanço).

Sistemas operacionais dos anos 60 foram projetados principalmente para “processamento batch”4. O desenvolvimento de sistemas CAD (Computer-Aided

Design) evidenciou a necessidade de comunicação entre diferentes programas

independentes, que possibilitasse uma ligação flexível entre eles, e para a possibilidade de compartilhamento e transmissão de dados. Simultaneamente, o uso de programas gráficos e interativos cresceu rapidamente. Sistemas operacionais ofereciam ou somente uma ajuda pobre, ou normalmente nenhuma ajuda para projetistas de CAD/CAM com relação a estes pontos. Eles tinham ou que adaptar o sistema operacional, ou que desenvolvê-lo, ou ainda implementar diretamente em seus programas as facilidades necessárias. Tudo isso era feito em linguagem de máquina, não deixando nenhuma esperança de portabilidade. Como isto não é um trabalho normal do projetista de CAD/CAM, o resultado era bastante ruim (KOCHAN, 1986).

Então, no início dos anos 70 é que veio a idéia de construir-se sistemas específicos para CAD/CAM, oferecendo facilidades de programação para manipulação de dados, comunicação homem-máquina e inter-relação entre programas.

As técnicas CAD/CAM foram utilizadas inicialmente durante muitos anos na engenharia mecânica em indústrias especializadas , como a aviação (BESANT, 1985).

Segundo KOCHAN (1986), o aplicativo (CAM) consiste de um processador e um pós-processador os quais dão ao computador de uma forma geral, o

“cérebro” que ele precisa para entender e executar as instruções. O aplicativo (processador) recebe as instruções da peça e calcula o caminho de corte. Também aceita instruções de controle de avanço, rotação da máquina, fluido refrigerante, etc, e passa estes parâmetros no pós-processador, para a saída.

Devido a cada máquina ferramenta poder diferir, necessita-se de um meio de se comunicar estas diferenças ao computador. Esta tarefa é realizada por um programa de computador suplementar chamado pós-processador. Estas instruções são processadas pelo computador após o caminho de corte ter sido determinado pelo

processador, daí então deve-se o nome pós-processador. É nesta fase que os pontos

coordenados do caminho de corte, mais as instruções de programa de peça para avanço, rotação da máquina e outros comandos auxiliares são postos no formato que a máquina ferramenta necessita que eles estejam para interpretá-los.

A saída final do computador contém todos os comandos requeridos para produzir (reproduzir) a peça.

A vantagem da programação assistida por computador é que um programador de peça pode dar à máquina ferramenta as instruções necessárias em linguagem inteligível e ele (o programador) está livre da necessidade de fazer cálculos, o que resulta em um programa produzido numa fração do tempo que seria requerido normalmente e ainda livre de erro humano (KOCHAN, 1986).

Segundo REMBOLD et al. (1994), o processador gera os dados de interface independentemente de máquina, conhecidos como CLDATA (dados de “cutter location”, ou seja, das posições da ferramenta durante seu trajeto na transposição da peça durante o processo de usinagem).

O pós processador é um programa (software) que descreve a conversão

de textos CLDATA para dados de controle específicos para a máquina controlada numericamente. Então ele tem acesso aos dados da máquina operatriz em questão, isto é, tem a informação sobre a estrutura de dados da máquina, e adapta o CLDATA ao controlador particular (dedicado) que a máquina possui.

Então, pode-se dizer que os componentes do sistema de programação são:

♦ programas de processamento, para traduzir o programa da peça;

♦ arquivos, para armazenar um ou vários programas da peça.

Conforme apresentado por DIEHL (1998), um sistema integrado CAD/CAM permite que se caminhe do modelamento conceitual até o ferramental de produção com suavidade e rapidez. Um projetista de produto trabalhando em conjunto com o produtor de ferramental pode direcionar o contorno (a curvatura) de um produto de maneira interativa. Considerações a respeito de forma, ajuste e função podem requerer testes ergonômicos de modelos tridimensionais.

No contexto da Engenharia Reversa, podemos citar como exemplo a produção de um mouse de computador, que após ser esculpido e estar na forma desejada, considerada confortável, é digitalizado e os dados dos pontos são exportados para um sistema CAD/CAM. Com software pode-se combinar os dados digitalizados dentro de superfícies e gerar os caminhos de ferramenta necessários. Um “positivo” do “mouse” pode ser usinado em material apropriado, para se testar conforto e desempenho de função. Quando o cliente aprova um protótipo, o conjunto de pontos de dados usados para usiná-lo é originado do mesmo modelo computacional que gera a cavidade do molde, ou o eletrodo de Eletro erosão. Levando o arquivo de projeto diretamente para a produção de ferramental acelera-se a comercialização do produto e elimina-se a demora com a documentação em papel.

2.10.1 - Considerações sobre CNC.

O termo CN (Controle Numérico) significa que uma máquina é controlada por números obtidos a partir da descrição da peça. Instruções geométricas e tecnológicas para a usinagem (manufatura) de uma peça são codificados em termos de números e contidos numa base de dados (um local que os armazena) (REMBOLD et al., 1994).

A geração dos dados para a usinagem automática de uma peça é chamada de programa CN. O programa possui uma série de informações de CN para uma

peça. Toda informação de CN contém instruções geométricas e tecnológicas, em outras palavras, dados dimensionais para a geração de uma peça (G, X, Y, Z, ...) e informação de acionamentos para operar a máquina ferramenta (F, S T, M) (REMBOLD et al., 1994).

Os dados dimensionais contém as posições alvo para a geração do contorno da peça. A geometria é gerada usando controles ponto a ponto, por linhas retas ou por trajetória contínua, descritos a seguir:

♦ O controle ponto a ponto permite movimentos de um ponto até um outro ponto com posicionamento rápido. O caminho da movimentação entre os pontos é determinado pelo controlador.

♦ O controle por linhas retas permite o movimento ao longo de um eixo a uma velocidade definida. Este controle é encontrado atualmente apenas em casos excepcionais.

♦ O controle por caminho contínuo pode ser usado para passar-se através de um número de caminhos selecionados (principalmente linhas e círculos) em velocidades definidas. Contornos arbitrários podem ser compostos a partir dos elementos de movimentação disponíveis (linhas e círculos).

O controle tecnológico influencia vários parâmetros sobre a tecnologia de usinagem, assim como, acionamento da velocidade do eixo árvore principal, avanços, equipamentos de troca de ferramentas, fornecimento de líquido refrigerante, etc.

Normalmente, a seqüência de passos que executam uma tarefa é especificada em arquivos, cuja estrutura corresponde às normas ISO 6983 ou DIN 66025 (REMBOLD et al., 1994).

Apenas para explicar o termo CNC, segundo REMBOLD et al. (1994), o nível de processamento CN foi implementado originalmente em um circuito “hard-

wired”. Mais tarde, componentes aritméticos na forma de algoritmos de

implementação é chamado controle numérico computadorizado, conhecido sob a sigla CNC. Atualmente, sistemas controle numérico (CN) são manufaturados como sistemas CNC.

DNC (Direct Numerical Control), é um sistema de organização de dados de CN, relacionando-se com o gerenciamento e distribuição de programas CN, através de um computador, para vários equipamentos numericamente controlados, como por exemplo para os Centros de Usinagem

2.10.2 - Centros de Usinagem.

Segundo REMBOLD et al. (1994), Centros de Usinagem são máquinas operatrizes, controladas numericamente, capazes de realizar várias operações de usinagem e realizar trocas de ferramentas automáticas a partir de uma magazine, ou outro aparelho de armazenagem de ferramentas, de acordo com a solicitação do programa de usinagem.

Existem, basicamente, dois tipos de Centros de Usinagem: Para peças rotacionais e para peças prismáticas.

A figura 2.3 ilustra um centro de usinagem.

FIGURA 2.3 - Centro de Usinagem do Departamento de Engenharia

Mecânica da Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo.

Os centros de usinagem para peças rotacionais são chamados de centros de torneamento ou simplesmente tornos.